stm32g0 ds18b20

### 实现 STM32G0 系列 MCU 驱动 DS18B20 温度传感器 为了在 STM32G0 系列微控制器上实现 DS18B20 温度传感器功能，可以采用 HAL 库编写驱动程序。以下是完整的解决方案： #### 1. 初始化 GPIO 和 TIM 延时函数 DS18B20 使用单总线通信协议，因此需要配置一个 GPIO 引脚作为数据输入/输出接口，并通过软件模拟单总线通信。 ```c #include "stm32g0xx_hal.h" #define ONE_WIRE_PIN GPIO_PIN_5 // 定义使用的GPIO引脚 #define ONE_WIRE_PORT GPIOA // 定义使用的GPIO端口 // 微秒级延时函数 void DelayUs(uint16_t us) { __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 0); // 设置计数器初值为0 __HAL_TIM_ENABLE(&htim1); // 开启定时器 while (__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1) < us); __HAL_TIM_DISABLE(&htim1); // 关闭定时器 } ``` 此部分代码定义了用于 DS18B20 的 GPIO 引脚以及基于 TIM 的微秒级延时函数[^3]。 #### 2. 单总线初始化和操作函数 以下是一些必要的单总线操作函数，包括复位、读取和写入数据等功能。 ```c // 将引脚设置为低电平 static inline void OneWireLow(void) { HAL_GPIO_WritePin(ONE_WIRE_PORT, ONE_WIRE_PIN, GPIO_PIN_RESET); } // 将引脚设置为高电平 static inline void OneWireHigh(void) { HAL_GPIO_WritePin(ONE_WIRE_PORT, ONE_WIRE_PIN, GPIO_PIN_SET); } // 获取当前引脚状态 static inline uint8_t OneWireReadPin(void) { return HAL_GPIO_ReadPin(ONE_WIRE_PORT, ONE_WIRE_PIN); } // 复位单总线并检测是否存在设备 uint8_t OneWireReset(void) { uint8_t presence = 0; OneWireLow(); // 下拉总线 DelayUs(480); // 持续至少480us OneWireHigh(); // 上拉总线 DelayUs(70); // 等待主机释放总线后的延迟时间 if (!OneWireReadPin()) // 如果存在设备，则会返回低电平 presence = 1; DelayUs(400); // 等待剩余的时间 return presence; } // 向单总线发送一字节数据 void OneWireWriteByte(uint8_t data) { for (int i = 0; i < 8; i++) { OneWireLow(); if ((data & 0x01) == 0) DelayUs(60); // 发送'0' else DelayUs(10); // 发送'1' OneWireHigh(); data >>= 1; DelayUs(60); // 数据恢复时间 } } // 从单总线上读取一字节数据 uint8_t OneWireReadByte(void) { uint8_t byte = 0; for (int i = 0; i < 8; i++) { OneWireLow(); DelayUs(2); // 主机下拉总线 OneWireHigh(); DelayUs(12); // 给从机准备时间 if (OneWireReadPin()) byte |= 0x01 << i; // 读取到的是‘1’ DelayUs(60); // 数据恢复时间 } return byte; } ``` 这些函数实现了单总线的基本操作逻辑，包括复位、写入和读取字节等[^1]。 #### 3. DS18B20 测量温度的核心流程 以下是测量 DS18B20 温度的主要过程。 ```c float ReadTemperature(void) { float temperature = 0; // 步骤1：复位单总线 if (!OneWireReset()) { return -999; // 若未检测到设备则返回错误值 } // 步骤2：发送跳过ROM命令 OneWireWriteByte(0xCC); // 步骤3：发送转换温度命令 OneWireWriteByte(0x44); // 等待转换完成（约需750ms） DelayUs(750 * 1000); // 再次复位单总线 if (!OneWireReset()) { return -999; } // 跳过ROM命令 OneWireWriteByte(0xCC); // 发送读寄存器命令 OneWireWriteByte(0xBE); // 读取两个字节的数据（LSB和MSB） uint8_t lsb = OneWireReadByte(); uint8_t msb = OneWireReadByte(); // 计算实际温度值 int16_t raw_temp = (msb << 8) | lsb; temperature = (float)(raw_temp / 16.0f); return temperature; } ``` 该核心函数完成了 DS18B20 的温度采集工作流，包括复位、启动测温和读取结果等步骤[^2]。 --- ### 示例主循环调用 ```c int main(void) { HAL_Init(); // 初始化HAL库 SystemClock_Config(); // 配置系统时钟 MX_GPIO_Init(); // 初始化GPIO MX_TIM1_Init(); // 初始化TIM1用于延时 while (1) { float temp = ReadTemperature();// 读取温度 if (temp != -999) { // 判断是否成功获取温度 printf("Current Temperature: %.2f°C\n", temp); } else { printf("Error reading temperature!\n"); } HAL_Delay(1000); // 每隔一秒刷新一次 } } ``` 以上为主程序框架，展示了如何周期性地调用 `ReadTemperature` 函数来显示实时温度。 ---